以PON技术实现光纤到户的组网方案分析
魏文哲 汤志平
摘要：文章主要叙述依靠无源光网络PON接入技术实现光纤到户，满足用户使用数据、语音的要求，详细介绍了网络方案，系统主要由IMS，BRAS，OLT，ODN，ONT构成。
关键词：光纤到户；PON接入技术；IMS核心网
1系统简介
枣矿集团公司计算机网络形成了以薛城为中心，尹洼、陶庄、枣庄为核心传输节点向各矿和二级单位辐射的全光信号传输的以太网络系统，网络覆盖范围100公里。电话程控交换机以华为CC08和中兴J-10交换机为汇接局，与中国联通、中国电信、中国移动通过中继直联，实行七位等位拨号，接通国际、国内电话网。
随着信息技术的飞速发展，网络“三网合一”势在必行，光进铜退已成为现实。FTTH光纤接入已大面积商用。为了满足枣矿集团公司信息化要求，集团公司决定在新建生活小区建立以IMS为交换核心网，以PON接入技术，使用OLT、ODN、ONT设备实现光纤到户，实现语音、数据同时在一芯光纤中传输。
2系统的拓扑结构（见图1）
3系统的主要组成部分
IMS核心交换网：IMS（IP Multimedia Subsystem）是IP多媒体子系统，核心特点是采用SIP协议。主要有3部分组成：（1）HSS（Home Subscriber Server）为用户信息存储的数据库，存放用户认证、签约用户的定制信息、签约用户的动态信息、网络策略和设备标识信息，用于用户业务数据管理。（2）CSCF（Call Session Control Function）主要用于SIP会话控制，负责对用户多媒体会话进行处理。（3）MGCF（Media Gateway Control Function）媒体网关控制功能，通过信令网关与PSTN网络连接。
BRAS（Broadband Remote Access Server）：宽带远程接入服务器是完成宽带网络用户的接入、认证、计费、授权、管理的网络设备。枣矿集团公司采用的是zx RIO T600，T600采用模块化、分布式和可扩展的先进设计理念，用在网络的核心节点，既是接入服务器又是核心路由器，上连网络防火墙，向下连接汇聚网络交换机完成数据的承载。认证方式采用PPPOE，认证协议选择RADIUS协议（RemoteAuthentication Dial In User Service）实现AAA服务。通过认证计费系统可以配置用户的带宽等属性，一般设置8M，由于受到网络出口带宽限制，每用户带宽最好不超过20M，以免引起网络堵塞。合理规划网络安全策略。设置并发用户数为8000，保证系统稳定和正常的运行。对TCP连接数限制，将连接数控制在合理范围内，降低系统的负荷，减少被攻击的次数。配置防Dos攻击。
网络防火墙WAN口分别连接移动、联通千兆互联网2个出口，通过地址转换NAT，实现用户访问互联网，在防火墙中设置流量整形，控制每一IP的最大访问带宽，设置TCP，UDP最大连接阀值，防止网络出口堵塞。每IP一般为5000。
接入层采用PON技术，PON（Passive Optical Network）无源光网络，是一种基于P2MP拓朴的技术，PON系统是由OLT、ODN、ONU/ONT构成。OLT（Optical Line Terminal）光线路终端，一般放置在机房，ODN（Optical Distribution Network）光分配网络，由光纤和分路器构成，ONU/T（Optical NetworkUnit/Terminal）光网络单元/终端，通常放置在用户侧，PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。下行数据流采用广播技术，波长1490nm，上行数据流采用TDMA技术，波长1310nm。当前使用的PON主要有EPON和GPON两种。
EPON网络上下行速率为1.25Gbps，分光比为1：32，有效传输距离为20KM。业务封装模式为以太网。可以平滑升级10G EPON。GPON网络上下行速率为1.25Gbps和2.50Gbps，分光比为1：64，有效传输距离为20KM。业务封装模式为以太网Over GEM。枣庄矿业集团公司选配了华为SmartAX MA5680T和中兴ZXAIO C220 OLT。SmartAX MA5680T光接入设备是华为EPON/GPON一体化接入产品。提供128PON口。ZXA10 C220PON口密度和容量为整机支持40 PON口。MA5680T或C220通过光纤、光分路器连接到用户家中的ONT终端，向用户提供高速数据上网、VoIP业务。
OLT放置在薛城中心机房、枣庄的模块机房，各覆盖5-8公里范围，机房数量较少，维护方便，在薛城中心机房，枣庄模块机房设立光配，采用盒式分路器，采取一级分光策略。
ONT终端选用中兴F411、F420或华为HG850等，中兴ONT管理地址：192.168.1.1，用户名：admin，密码：admin。华为ONT管理地址：192.168.100.1，用户名：root，密码：admin。在配置ONT地址时选static方式，一般为lO.97.X.X/24。通过ONT终端的接口，分别连接PC和电话。
4系统的网络地址划分
整个系统网络地址主要使用10.97.X..X 255.255.255.x
IMs系统中P.S.I-CSCF内部地址129.0.1.X，控制流IP 10.2.2.X/24，HSS内部地址192.168.2.X/32控制流IP 10.2.2.X/26，MGCF内部地址172.40.16.1/24控制流IP10.2.2.X/24。
薛城OLT设备：
OLT1管理IP、掩码10.97.80.0/24，语音IP、掩码lO.97.200.0/24；OLT2管理IP、掩码10.97.90.0/24，语音IP、掩码10.97.210.0/24；OLT3管理IP、掩码10.97.100.0/24，语音IP、掩码10.97.220.0/24；0LT供应处管理IP、掩码lO.97.141.0/24，语音IP、掩码10.97.205.0/24；OLT远大管理IP.掩码10.97.161.0/24语音IP、掩码10.97.225.0/24。
管理采用VLAN方式。
5系统的故障维护
系统经过一年多的运行比较稳定，语音故障很少，互连网接入发生一次出口阻塞，主要采取以下方法解决，首先，登录防火墙查找问题IP，一般是建立了大量的TCP和UDP连接的IP，登录BRAS查找问题IP的MAC码，对其采取限速，控制其发包速率。过程如下：
>enable
#configure terminal
#bras
#security
#show subscriber ip 1O.97.x.x （10.97 x.x为问题IP，可查到MAC码）
#permit mac
